基于MES的大中型制药企业智能ERP信息系统的研究

在以原料药生产和成品药生产为主的大中型制药企业中,企业综合智能自动化信息系统通常具有三层结构:企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、过程控制系统(PCS)。其中MES 是处于企业资源计划(ERP)和过程控制系统(PCS)之间的执行层,主要负责生产管理和调度执行,通过控制物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高竞争力。MES能通过信息的传递对从生产计划的发布到产品完成的整个生产过程进行控制管理。当工厂中有实时事件发生时,MES能根据当前的实时数据及时做出分析,并做出反应和处理。MES以过程模型为核心,连接实时数据库或非实时的关系数据库,对生产过程进行实时监视、诊断和控制,在生产控制层安排生产计划,优化分配物料。进而对整个生产过程的物料、质量、维护、成本等元素进行完全的监测、分析和控制。它同相关ERP系统和过程自动化系统之间存在密切的数据交流关系。ERP系统需要MES提供的成本、制造周期和预期产出时间等实际生产数据;并需要了解生产订单的实际状态、当前的实际生产能力情况及人员物资的准备状态等信息;过程自动化系统需要基于MES对产品的工艺参数进行优化;而基础控制模块则必须从MES中取到控制数据或操作步骤。

  一 ERP 在大中型制药行业的生产经营管理

  制药行业与一些ERP应用较普及的行业(机械制造业、航空制造业等)在生产类型、经营管理特点方面存在不少差异,但它仍属于流程工业和批量过程工业领域之内,仍具备制造业企业所共有的本质特性。如怎样充分合理地利用企业的生产资源(物料、人力、设备)、市场资源、财政资源和产品结构、工艺路线设计等;另外还有以平衡和协调各种资源为主要内容的计划管理活动。由此决定了ERP对于指导制药行业的生产经营活动同样具有重大的现实意义。大中型制药企业基本上都生产原料药和成品药,原料药的生产是以发酵过程为主,而成品药包括针剂药和片剂药。制药生产属于半连续半离散制造业。大体说来,制药企业一般都有原料生产车间、成品药生产车间、机修车间、动力车间等。发酵过程为连续型,而片剂和针剂药生产为离散型。发酵车间是一种高能耗、高物耗、以热加工为主的流程型产业,发酵车间的主要生产工序是按传统工艺进行,即消毒、发酵罐进料、发酵、发酵罐出料。如消毒不好,就会使发酵液染菌,以至发酵罐放罐,造成重大经济损失。因此,必须采用过程控制系统(PCS)对发酵全过程进行自动控制。而针剂和片剂生产则是产品和原料种类多,产量又不很大,单位附加值高,市场不确定因素多。为了生产和供货的稳定,制药业生产需采用面向库存的生产方式,从而在库存上积压大量的资金,增加了药品的成本。为了降低药品的成本,除了采取科学的库存管理方法,严格遵守GMP质量管理规范,优化库存管理,更重要的是用先进的管理方法和信息技术去改造采购和销售两个物流终端。

  二 基于Web的ERP系统在大中型制药行业的集成

  针对上述制药企业的生产和经营管理的实际问题,通过对ERP和MES功能本质的深入分析,采用三层网络系统结构。即企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、过程控制系统(PCS)。基于MES的大中型制药企业智能ERP信息系统实施方案模型如图1所示。其中,ERP层主要完成生产管理决策与生产计划;MES层的主要功能是动态地进行生产调度、生产过程实时监控和现场数据的分析;PCS 层主要负责生产过程的自动控制与现场数据的采集与初步分析。

  实时数据库主要是面向PCS/MES层进行功能设计,用于提供PCS / MES 层所需的数据服务;统计数据库主要是面向MES/ERP层进行功能设计,用于提供MES/ERP层所需的数据服务。

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  • 本文由 发表于 2019年4月23日19:28:43
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